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Agora Energiewende und Wuppertal Institut (2019) - Klimaneutrale Industrie

Wie kann die Grundstoffindustrie in Deutschland bis spätestens 2050 klimaneutral werden – und gleichzeitig ihre starke Stellung im internationalen Wettbewerbsumfeld behalten? Diese Publikation soll einen Beitrag dazu leisten, richtungssicher investieren zu können.

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Agora Energiewende | Klimaneutrale Industrie Technische Lebensdauer von ausgewählten Primärerzeugungsanlagen in den Sektoren Stahl, Chemie und Zement bei Reinvestition im Jahr 2025 Abbildung B.1 Reinvestition 2025 2050 Hochofen 50 Steamcracker 50 -70 Zementofen 60 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060 2065 2070 2075 2080 2085 2090 2095 Wuppertal Institut, 2019 Daraus folgt, dass bedeutende Schritte in Richtung einer bis etwa 2050 abzuschließenden weitreichenden Transformation der Produktionsprozesse frühzeitig einsetzen sollten, um zukünftig vorzeitige Stilllegungen bestehender Anlagen soweit wie möglich zu vermeiden. Dies gilt umso mehr, als dass ein Großteil der in Deutschland betriebenen Anlagen der Grundstoffindustrie ein hohes Alter aufweist und folglich bereits bis 2030 erhebliche Reinvestitionen anstehen (siehe Abbildung B.2). Für eine optimale Planung des Transformationsprozesses ist die Berücksichtigung der Lebenszyklen der verschiedenen Anlagen der Grundstoffindustrie und eine darauf aufbauende Entwicklung detaillierter Transformationspfade für einzelne Industriebranchen und Standorte von hoher Bedeutung (Bataille et al., 2018). 1 1 Einige Stahlhersteller in Deutschland haben in den letzten Jahren bereits konkrete Überlegungen zu entsprechenden Transformationspfaden veröffentlicht (Salzgitter AG, 2019; thyssenkrupp Steel Europe, 2019). Für Aufgrund des in einigen Fällen noch bestehenden Entwicklungsbedarfs wichtiger Schlüsseltechnologien sowie der derzeit noch begrenzten Mengen an CO₂-freiem Strom und Wasserstoff können in bestimmten Fällen auch Brückentechnologien sinnvoll sein, um Reinvestitionen in langlebige emissionsintensive Anlagen beziehungsweise Prozesse zu vermeiden. So könnten zum Beispiel bereits in den 2020er-Jahren zur Primärstahlerzeugung vermehrt sogenannte Direktreduktionsanlagen als Ersatz veralteter Hochöfen errichtet werden. 2 Dabei könnten diese Anlagen zunächst mit Erdgas und erst später das Industriecluster Rotterdam wurden zudem kürzlich mehrere Transformationsszenarien erarbeitet, die mit hohem technologischen Detailgrad mehrere mögliche Wege zu einer weitgehenden CO₂-Neutralität des Clusters aufzeigen (Schneider et al., 2019). 2 In Direktreduktionsanlagen kann Wasserstoff anstatt Koks genutzt werden, um das Eisenerz zu reduzieren, es also in Roheisen umzuwandeln. Dieser Prozess wird in den Technologiebeschreibungen in Teil F der vorliegenden Studie näher erläutert. 34

STUDIE | Klimaneutrale Industrie – Teil B Reinvestitionsbedarf bis 2030 der Primärerzeugungskapazitäten in Deutschland in den Sektoren Stahl, Chemie und Zement Abbildung B.2 Erzeugungskapazität in Prozent 100 80 60 40 20 0 100 % 53 % 100 % 59 %* 100 % 30 % Kapazität heute (Hochöfen) Reinvestbedarf bis 2030 Kapazität heute (Steamcracker) Reinvestbedarf bis 2030 Kapazität heute (Zementöfen) Reinvestbedarf bis 2030 Stahl Chemie Zement Wuppertal Institut, 2019 * Steamcracker werden zwar normalerweise kontinuierlich gewartet und modernisiert, sodass sie nicht an einem Zeitpunkt komplett ausgetauscht werden. Dennoch vermitteln die Reinvestitionsbedarfe einen groben Eindruck des Modernisierungsbedarfs an Altanlagen. mit wachsenden Anteilen von Wasserstoff betrieben werden (siehe Teil F, Stahl). Im Chemie sektor könnten beispielsweise elektrisch betriebene Wärmeerzeugungsanlagen in einer Übergangsphase nur ergänzend zu der verbreiteten erdgasbasierten Wärmeerzeugung eingesetzt werden – zunächst nur zu solchen Zeiten, in denen viel Strom aus Erneuerbaren Energien erzeugt wird und der Börsenstrompreis niedrig ist (siehe Teil F, Chemie). 3.2 Internationaler Wettbewerb erfordert die Kompensation klimaschutzbedingter Mehrkosten Ein Großteil der deutschen Grundstoffindus trie befindet sich in einem intensiven internationalen Wettbewerb. Dies gilt insbesondere für die chemische Industrie und etwas abgeschwächt auch für die Stahlindustrie. Aufgrund der relativ geringen Transportkosten für Chemieprodukte und der homogenen Eigenschaften von Grundstoffchemikalien hat sich hier ein globaler Wettbewerb entwickelt, in dem der Preis und damit die Produktionskosten von ganz entscheidender Bedeutung sind. 3 Auch die Stahlindustrie verfügt über eine weltweit vereinheitlichte Nomenklatur ihrer Qualitäten und Produktanforderungen, die einen internationalen Handel ermöglicht. Der daraus resultierende hohe internationale Wettbewerbsdruck in der chemischen Industrie und der Stahlindustrie 4 stellt die Umsetzung von ambitioniertem nationalen Klimaschutz im Industriesektor vor spezifische Herausforderungen. Klimaschutz­ 3 In der Stahlindustrie liegen die Transportkosten vergleichsweise höher, außerdem kann über die Sekundärmetallurgie unter Einsatz von entsprechendem Knowhow ein Qualitätsprodukt erzeugt werden, das weniger starkem Konkurrenzdruck ausgesetzt ist. 4 Als Handelsintensität wird das Verhältnis des Gesamtwertes der Ausfuhren zuzüglich des Wertes der Einfuhren zur Gesamtgröße des Marktes (jährlicher Umsatz plus Gesamteinfuhren) bezeichnet. Sie betrug im Jahr 2016 für die Stahlbranche 74 Prozent und für die chemische Industrie 78 Prozent (EWI/dena, 2019). 35

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